研究背景

随着全球气候变暖，海平面上升引发的盐水入侵日益严重，许多淡水生态系统和农田面临盐碱化威胁。以美国切萨皮克湾为例，当地海平面上升速度是全球平均的3倍，盐水入侵导致淡水植物大量消失，破坏了生态平衡和生物多样性。植物是生态系统的基础，但其对盐胁迫耐受性有限，盐分会破坏植物 osmotic 平衡、阻碍养分吸收，导致生长停滞甚至死亡。而土壤微生物作为 “隐形盟友”，可能通过产植物激素、调节养分吸收等方式帮助植物应对盐胁迫。为验证这一猜想，研究聚焦淡水植物 Liatris spicata，探索高盐环境中的土壤微生物是否能提升其在盐碱环境中的生存能力，为盐渍化地区的生态修复和农业可持续发展提供依据。

研究方法

研究团队在切萨皮克湾沿岸选取6个盐度梯度站点（盐度0.1-20 ppt），采集土壤样品和 Liatris spicata 种子（来自淡水站点）。实验采用析因设计，设置三个变量：是否添加野外采集的土壤微生物（“有菌”vs“无菌”）、微生物来源的盐度（0-20 ppt）、种植用水盐度（淡水vs盐水，15-20 ppt），共140个处理组，每组10次重复。

种子经表面消毒后种植在含80% 灭菌土壤的盆中，“有菌” 组添加25% 活菌土壤+75%灭菌土壤，“无菌”组全用灭菌土壤，顶部覆盖无菌土壤防止污染。种植后每两天浇水（淡水或盐水），维持盐度稳定，3个月后测量发芽率、株高、叶片数、干生物量等指标。同时，通过稀释平板法培养土壤中的细菌和真菌，计数菌落形成单位（CFUs）以分析微生物数量变化。

研究结果

盐水环境中，“有菌”组种子发芽率达25.8%，而“无菌”组完全不发芽（图2）。线性混合模型显示，盐水会抑制发芽（p=0.02），但添加高盐环境来源的微生物能显著逆转这一趋势（p=0.002），说明微生物是盐胁迫下种子萌发的关键。

多元方差分析（MANOVA）表明，盐水、微生物及其交互作用对植物生长（株高、叶片数、生物量）影响显著（p<0.05）（图3、图4）。“盐水+有菌”组（SM+）虽生长弱于淡水组（FM+、FM-），但株高能达淡水组的60%，叶片数接近淡水组；而“盐水+无菌”组（SM-）完全无生长。这说明微生物能让植物在盐水中维持基本生长功能。

盐水处理使土壤中细菌和真菌的总CFUs显著下降（p<0.001）：淡水组平均381 CFUs，盐水组256 CFUs（图6）。其中真菌受影响更大，淡水组平均93.8 CFUs，盐水组仅28.4 CFUs；细菌虽更耐盐，盐水组（227.8 CFUs）仍低于淡水组（288 CFUs）。

结论与展望

研究证实，高盐环境中的土壤微生物能显著提升淡水植物 Liatris spicata 在盐碱环境中的发芽率和生长能力，是植物应对盐胁迫的“隐形援军”。这一发现为盐渍化地区的生态修复和农业生产提供了新思路：未来可筛选高效耐盐微生物制成生物接种剂，用于盐碱地的植被恢复，或改良盐敏感作物的抗逆性。

参考文献：

SUBEDI S C, EPPS S, ANKRAH N, et al. Soil microbes’ role in plant germination and growth under salt stress [J]. Journal of Environmental Management, 2025, 386: 125841.